钎焊牙科金刚石工具加工纳米氧化锆陶瓷的研究

采用钎焊牙科金刚石工具对纳米氧化锆陶瓷进行磨削加工实验,并与加工普通氧化锆陶瓷进行对比。研究加工过程中磨削力﹑磨削比﹑金刚石的失效情况。利用扫描电镜观察加工后纳米氧化锆表面质量及金刚石工具磨损失效特征。结果表明:与加工普通氧化锆相比,钎焊金刚石工具在加工纳米氧化锆陶瓷时产生的径向磨削力和切向磨削力大,磨削比小,金刚石工具磨损严重。进给速度小时,纳米氧化锆表面存在明显的磨痕和显微塑性变形区域;进给速度较大时,存在较多的脆性断裂区域。     

AlSiC复合材料磨削加工研究进展(上)

AlSiC复合材料拥有比铝合金更高的比强度和比模量、耐高温、耐磨损、高导热率、可调节热系数等优点,在航空航天、汽车、电子、军工等领域有重要应用。由于SiC增强相的高硬度和铝基体的高塑性,使得该类材料在切削加工、磨削加工及非传统加工的方面可加工性较差。为了获得高的表面质量和精度,磨削加工是必不可少的一种加工方式,文章针对AlSiC复合材料的磨削加工研究现状进行综述,重点对磨削加工中材料表面完整性、磨削砂轮的磨损形式和磨削加工工艺等方面进行总结和分析。     

选区激光烧结3D打印树脂结合剂金刚石砂轮初探

使用了选区激光烧结(SLS)对树脂结合剂金刚石砂轮进行3D打印制造,在砂轮工作层制备了内冷却微流道;使用3D打印树脂结合剂金刚石砂轮对玻璃、氧化铝陶瓷、硬质合金进行了磨削测试。研究表明,3D打印后制备的树脂结合剂金刚石砂轮可以对常见的硬脆材料进行有效磨削加工,而3D打印内冷却微流道有助于降低砂轮的磨削力和表面粗糙度。     

成形工艺对陶瓷结合剂金刚石砂轮磨削性能的影响

通过单向冷压、双向冷压和冷等静压3种不同成形工艺制备规格为D45W5陶瓷结合剂金刚石砂轮,分别加工洛氏硬度为71和85的硬质合金及45#钢,检测砂轮的磨削比和磨削效率、被加工工件的表面粗糙度和显微结构,研究不同成形工艺对砂轮磨削性能的影响。结果表明:经等静压处理的砂轮磨削不同工件时,其砂轮在磨削比和磨削效率高,工件表面粗糙度低,且工件表面划痕分布均匀且浅。     

TN85金属陶瓷材料ELID磨削试验研究

TN85金属陶瓷属于颗粒增强金属基复合材料,它硬度高、耐磨性好,给加工带来极大的困难,所以有必要研究其加工性能。在TN85金属陶瓷ELID磨削试验过程中发现,TN85金属陶瓷材料在磨削中主要以塑性去除为主。使用磨粒粒度为W2.5的微粉金刚石砂轮成功实现TN85金属陶瓷的完全塑性去除,表面粗糙度值为rms:16.81nm及Ra:12.52nm。试验结果表明:采用金刚石微粉砂轮ELID磨削技术可以实现TN85金属陶瓷超精密加工。     

平面磨削金属结合剂金刚石节块的实验研究

本文研究了一种铁基结合剂金刚石节块的氧化铝砂轮平面磨削。通过在线测量水平和垂直方向磨削力，研究了氧化铝砂轮平面磨削加工金刚石节块过程中的法向力、切向力、力比以及磨削比能变化特征。观察了磨削后的金刚石节块表面特征。比较了逆磨和顺磨条件下的磨削特征。结果表明，顺磨条件下的法向力、切向力以及磨削比能均高于逆磨，但是切向力与法向力的比值在两种磨削方式下基本相同。     

钎焊金刚石砂轮磨削YG8硬质合金的试验研究

采用细粒度钎焊金刚石砂轮(粒度100/120)对YG8硬质合金进行磨削性能评价。结果表明:法向磨削力和切向磨削力均随着砂轮线速度的增大而减小、随着工件进给速度和磨削深度的增加而增大,其中磨削深度对磨削力的影响最大;法向磨削力与切向磨削力存在线性关系,其比值约为4.17;砂轮/工件接触面符合库伦摩擦定律,滑动摩擦系数为0.24;磨削后工件表面粗糙度随着砂轮线速度的增加而下降、随着进给速度和切深的增加而增加,其垂直方向粗糙度0.6~0.9μm,平行方向粗糙度0.05~0.2μm。     

具有导电性刃口的金刚石砂轮的开发导电性金刚石刃口砂轮的提案与无结合剂砂轮的试制(一)

为了解决微粒金刚石砂轮在超精密磨削中的各种问题，探讨了开发具有导电性金刚石刃口的金刚石砂轮的可能性。着眼于导电性金刚石原材料的新型金刚石砂轮可望（1）利用电火花加工进行精密而且简便的成形；（2）实现高浓度化；（3）兼有足够的气孔和微细刃口；（4）利用低比电阻非接触检测刃口；（5）由于高的热稳定温度而适用于磨削铁系材料。经过探讨可考虑的各种金刚石砂轮及其生产方法，新型导电性金刚石砂轮可分为（a）无结合剂导电性金刚石砂轮和（b）有结合剂导电性金刚石砂轮两种。经过尝试利用电火花加工在导电性cVD金刚石薄膜表面创建砂轮的刃口，发现可根据放电条件创建凹凸不同的刃口。利用贴有创建了微细刃口的金刚石片的研磨砂轮在恒压紧力条件下研磨硬质合金，其镜面粗糙度可达Ry=0．110μm、Ra=0．008μm。另外，作为微细磨削加工用砂轮，制作了V形砂轮和带轴砂轮，可对硬质合金进行V形槽磨削，且砂轮几乎不会发生磨损。     

电火花沉积金属结合剂金刚石砂轮研究

采用电火花沉积法制备了金属结合剂金刚石砂轮。利用扫描电镜表征了沉积砂轮的显微结构和沉积层与金属基体的结合界面,考察了不同进刀量下电火花沉积的金刚石砂轮的磨削性能。结果发现,使用电火花沉积工艺可以制备出金属结合剂金刚石砂轮,沉积层与金属基体结合牢固,但沉积层中存在大量气孔;用电火花沉积工艺制备的金刚石砂轮,在进刀量为5μm/s时,其对硬质合金的磨耗比为37.2;工件表面粗糙度Ra为0.36μm,电镀砂轮加工工件的表面粗糙度Ra却为0.67μm。     

自锐性含硼金刚石磨削性能研究

本文通过将自锐性含硼金刚石和普通RVD金刚石分别制成树脂砂轮,磨削硬质合金工件,对磨削比、磨削功率、磨粒出刃高度进行表征,实验表明,自锐性含硼金刚石磨削比比普通金刚石高22%,主轴功率上升斜率小38%,磨削过程更稳定,结合剂把持力更强,砂轮能够保持持续锋利。     

耐热酚醛树脂金刚石砂轮的磨削性能研究

文章研究了耐热酚醛树脂和"2123"酚醛树脂作为金刚石砂轮结合剂的耐磨情况。磨削试验结果表明:耐热酚醛树脂粉制作的金刚石砂轮具有较好的耐磨性,所加工工件的表面质量优良。通过热性能、力学性能测试和磨削表面分析,找出了两种树脂砂轮耐磨性和磨削效率存在差异的原因,树脂耐热温度的高低、韧性直接影响砂轮的耐磨性;树脂的硬度对砂轮的磨削效率有影响。     

工艺参数对cBN砂轮加工TC4钛合金磨削性能的影响

采用自制的陶瓷结合剂cBN砂轮,对TC4钛合金棒材进行了外圆磨削加工,研究了cBN砂轮的工作速度以及进刀量对砂轮磨削性能的影响。实验结果表明:当进刀量恒定时,随着砂轮转速的提高,砂轮的磨耗比上升,砂轮承受的磨削力和加工工件的表面粗糙度值Ra下降。当砂轮转速恒定时,随着砂轮进刀速率的增大,砂轮的磨耗比下降,砂轮承受的磨削力和加工工件的表面粗糙度值Ra上升。当砂轮工作速度为60m/s、进刀量为0.3mm/min时,cBN砂轮对TC4钛棒的磨耗比为1004,砂轮承受切向磨削力为207N,加工后的TC4钛棒的表面粗糙度为Ra0.28μm。     

环保型ELID磨削用RB陶瓷结合剂金刚石砂轮的开发

为了构筑环保型ELID磨削加工工艺，利用以米糠为原料的RB陶瓷试制了ELID磨削用导电性RB陶瓷结合剂金刚石砂轮。所试制的砂轮经电解修锐，砂轮表面可形成高氧浓度的电绝缘层。摩擦磨损试验表明，该层的摩擦系数比母材高且容易磨损。为了评价RB陶瓷，以8000#金刚石磨粒制作了RB陶瓷结合剂砂轮，对单晶硅和金属材料的加工特性作了调查。实验证实，将RB陶瓷结合剂砂轮和ELID相结合，可实现稳定的加工，且加工表面未出现金属成分附着现象。另外，利用该砂轮可对单晶硅、冷加工工具钢、硬质合金进行高品位加工，表面光洁度约达Ry30nm左右，加工奥氏体不锈钢则约达Ry100nm。     

单向碳纤维增强塑料磨削加工性能

碳纤维增强塑料因具有优异的力学性能,在航空航天等领域有重要应用。通过单向碳纤维增强塑料(CFRP)的平面磨削实验,研究了塑料增强方向对CFRP磨削加工性能的影响。研究发现,单向塑料基复合材料磨削时,由于纤维增强塑料的各向异性,磨削力与加工表面粗糙度均呈现明显的规律性。其中,在加工参数砂轮转速为1500 r/min,进给速度为5 m/min和切削深度50μm的条件下,最大和最小磨削力分别为42和10 N,而且,磨削力符合规律:法向>纵向>横向。通过对磨削加工表面显微形貌的分析,揭示了塑料基复合材料磨削微观多向材料的去除机理。研究结果不仅对拓展CFRP的应用具有重要的经济意义,同时,能够为复合材料精密加工提供一定的理论和实验支撑。     

金刚石砂轮平面磨削花岗石的实验研究

研究了花岗石的金刚石砂轮平面磨削.通过在线测量水平和垂直磨削力,研究了金刚石砂轮平面磨削加工两种天然石材过程中的法向力和切向力变化特征.建立了单颗磨粒承受平均切向和法向负荷与单颗磨粒最大切削厚度之间的对应关系.结合扫描电镜观察结果,探讨了两种花岗石的去除机理.     

高速砂轮的研究现状

高速磨削是实现对难加工材料的高性能加工的一种很有效方法.研究表明增加砂轮线速度可以降低磨削力、工件的表面粗糙度和砂轮的磨损,或者可以提高生产效率.超硬磨料砂轮具有优异的性能,因而在高速磨削中有着广泛的应用.文章总结了高速砂轮设计和制造的有关研究情况,介绍了超硬磨料砂轮在高速磨削难加工材料方面的研究状况,最后还分析了高速砂轮存在的问题.     

陶瓷结合剂金刚石砂轮的制备研究

陶瓷结合剂金刚石砂轮广泛运用于磨削加工,文章研究了金刚石粒度、烧结温度及结合剂含量对陶瓷结合剂金刚石砂轮性能的影响.研究结果发现金刚石表面微观结构呈多孔状,粒度越细,烧结过程中与结合剂的反应活性越低,砂轮硬度越高.同时在一定范围内烧结温度越高,结合剂含量越低,砂轮硬度越高.     

ELID磨削后石材的表面微观特性研究

用不同粒度金刚石砂轮及ELID技术精密磨削两种典型的天然石材，跟踪观察天然石材在ELID磨削过程中表面形貌变化、加工后的表面粗糙度以及表面光泽度，并通过扫描电子显微镜和三维表面构造分析仪分析加工后的石材表面。实验结果表明，利用超细粒度金刚石砂轮进行ELID磨削可在石材主要矿物上获得粗糙度极低的光滑表面，但无法消除石材与生俱来的裂隙、晶界等缺陷，正是这些缺陷限制了表面光泽度的进一步提高。     

单向复合材料C/SiC平面磨削力实验研究

纤维增韧陶瓷基复合材料由于优越的力学性能被广泛应用于航空航天等重大国防领域.为探究复合材料平面磨削的磨削力影响因素,设计制备了一种单向C/SiC复合材料,采用平面磨床对其典型方向进行磨削,结合磨削力物理模型对磨削力影响因素进行分析.此外,分析了材料的表面形貌和磨削机理.结果表明:磨削力与进给速度和磨削深度成正比,与砂轮转速成反比;磨削力遵循规律:法向>纵向>横向.纤维的各向异性是是造成磨削力各向差异的主要原因,此外加工过程中材料破坏以脆性断裂为主.研究结果可为提高复合材料磨削效率提供理论基础,同时可为多相复合材料研究提供一定借鉴作用.     

真空钎焊无镀覆和镀钛金刚石磨粒的实验研究

以Ni-Cr合金为钎料,对无镀膜和表面镀钛两种金刚石进行钎焊研究,实现了金刚石与钢基体的高强度连接.SEM和EDS等分析结果表明在一定的钎焊温度、时间及真空度下,钎料与两种金刚石均形成化学冶金结合.钎焊后无镀膜金刚石表层碳化物沿金刚石法线方向生长;而镀钛金刚石表层碳化物的生长方向为金刚石切线方向.对两种式样进行磨削实验发现,Ni-Cr合金对金刚石有很强的"把持力",在磨削过程中金刚石出现宏观破损,无金刚石脱落现象.